JPH11116360A - 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 - Google Patents
金属−セラミックス複合材料及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH11116360A JPH11116360A JP28924497A JP28924497A JPH11116360A JP H11116360 A JPH11116360 A JP H11116360A JP 28924497 A JP28924497 A JP 28924497A JP 28924497 A JP28924497 A JP 28924497A JP H11116360 A JPH11116360 A JP H11116360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- metal
- film
- sio
- ceramic composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 12
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 6
- 229910018404 Al2 O3 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFYJSSARVMHQJB-QIXNEVBVSA-N bakuchiol Chemical compound CC(C)=CCC[C@@](C)(C=C)\C=C\C1=CC=C(O)C=C1 LFYJSSARVMHQJB-QIXNEVBVSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- -1 ductility Chemical class 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
- C04B41/5035—Silica
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の金属−セラミックス複合材料の表面
は、研削、研磨しても平滑性に劣っていた。 【解決手段】 ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ粉末とア
ルミニウム合金から成る金属−セラミックス複合材料に
おいて、該複合材料の表面が、ＳｉＯ2膜で被覆され、
かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨されていることとした
金属−セラミックス複合材料。表面がＳｉＯ2膜で被覆
され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨されているＳｉ
Ｃ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ粉末とアルミニウム合金から
成る金属−セラミックス複合材料の製造方法において、
該ＳｉＯ2膜の被覆方法が、複合材料の表面に有機けい
素を含む溶液を塗布し、これを熱硬化させる方法であ
り、この被覆したＳｉＯ2膜の表面をダイヤモンド等の
砥粒で研磨することとした金属−セラミックス複合材料
の製造方法。
は、研削、研磨しても平滑性に劣っていた。 【解決手段】 ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ粉末とア
ルミニウム合金から成る金属−セラミックス複合材料に
おいて、該複合材料の表面が、ＳｉＯ2膜で被覆され、
かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨されていることとした
金属−セラミックス複合材料。表面がＳｉＯ2膜で被覆
され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨されているＳｉ
Ｃ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ粉末とアルミニウム合金から
成る金属−セラミックス複合材料の製造方法において、
該ＳｉＯ2膜の被覆方法が、複合材料の表面に有機けい
素を含む溶液を塗布し、これを熱硬化させる方法であ
り、この被覆したＳｉＯ2膜の表面をダイヤモンド等の
砥粒で研磨することとした金属−セラミックス複合材料
の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属に強化材を複
合させた金属−セラミックス複合材料及びその製造方法
に関し、特に平滑性に優れた表面を有する金属−セラミ
ックス複合材料及びその製造方法に関する。
合させた金属−セラミックス複合材料及びその製造方法
に関し、特に平滑性に優れた表面を有する金属−セラミ
ックス複合材料及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス繊維または粒子で強化され
たセラミックスと金属の複合材料は、セラミックスと金
属の両方の特性を兼ね備えており、例えばこの複合材料
は、高剛性、低熱膨張性、耐摩耗性等のセラミックスの
優れた特性と、延性、高靱性、高熱伝導性等の金属の優
れた特性を備えている。このように、従来から難しいと
されていたセラミックスと金属の両方の特性を備えてい
るため、機械装置メーカ等の業界から次世代の材料とし
て注目されている。
たセラミックスと金属の複合材料は、セラミックスと金
属の両方の特性を兼ね備えており、例えばこの複合材料
は、高剛性、低熱膨張性、耐摩耗性等のセラミックスの
優れた特性と、延性、高靱性、高熱伝導性等の金属の優
れた特性を備えている。このように、従来から難しいと
されていたセラミックスと金属の両方の特性を備えてい
るため、機械装置メーカ等の業界から次世代の材料とし
て注目されている。
【０００３】この複合材料、特に金属としてアルミニウ
ムをマトリックスとする複合材料の製造方法は、粉末冶
金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方法が従来から知ら
れている。しかし、これらの方法は、強化材であるセラ
ミックスの含有量を多くできない、あるいは大型の加圧
装置が必要である、もしくはニアネット成形が困難であ
る、コストが極めて高いなどの理由により、いずれも満
足できるものではなかった。
ムをマトリックスとする複合材料の製造方法は、粉末冶
金法、高圧鋳造法、真空鋳造法等の方法が従来から知ら
れている。しかし、これらの方法は、強化材であるセラ
ミックスの含有量を多くできない、あるいは大型の加圧
装置が必要である、もしくはニアネット成形が困難であ
る、コストが極めて高いなどの理由により、いずれも満
足できるものではなかった。
【０００４】そこで最近では、上記問題を解決する製造
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧金属
浸透法が特に注目されている。この方法は、ＳｉＣやＡ
ｌ2Ｏ3などのセラミックス粉末で形成されたプリフォー
ムに、Ｍｇを含むアルミニウムインゴットを接触させ、
これをＮ2雰囲気中で７００〜９００℃に加熱して溶融
したアルミニウム合金をプリフォームに浸透させる方法
である。これは、合金中のＭｇが揮発し、Ｎ2と反応し
てセラミックス粉末の表面に窒化マグネシウムが生成
（Ｎ2＋３Ｍｇ→Ｍｇ3Ｎ2）され、このＭｇ3Ｎ2がＡｌ
と極めて反応し易い（Ｍｇ3Ｎ2＋２Ａｌ→２ＡｌＮ＋３
Ｍｇ）ため、溶融したアルミニウム合金がプリフォーム
に加圧しなくても浸透していくものである。この反応で
生成した窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は、セラミックス
表面に薄い層となって沈積し、Ｍｇはアルミニウム合金
中に溶け込み、このＭｇ濃度が高いほどプリフォーム中
へのアルミニウム合金の浸透速度が大となり、浸透時間
を短縮する働きを持つ。
方法として、米国ランクサイド社が開発した非加圧金属
浸透法が特に注目されている。この方法は、ＳｉＣやＡ
ｌ2Ｏ3などのセラミックス粉末で形成されたプリフォー
ムに、Ｍｇを含むアルミニウムインゴットを接触させ、
これをＮ2雰囲気中で７００〜９００℃に加熱して溶融
したアルミニウム合金をプリフォームに浸透させる方法
である。これは、合金中のＭｇが揮発し、Ｎ2と反応し
てセラミックス粉末の表面に窒化マグネシウムが生成
（Ｎ2＋３Ｍｇ→Ｍｇ3Ｎ2）され、このＭｇ3Ｎ2がＡｌ
と極めて反応し易い（Ｍｇ3Ｎ2＋２Ａｌ→２ＡｌＮ＋３
Ｍｇ）ため、溶融したアルミニウム合金がプリフォーム
に加圧しなくても浸透していくものである。この反応で
生成した窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は、セラミックス
表面に薄い層となって沈積し、Ｍｇはアルミニウム合金
中に溶け込み、このＭｇ濃度が高いほどプリフォーム中
へのアルミニウム合金の浸透速度が大となり、浸透時間
を短縮する働きを持つ。
【０００５】また、この方法では、セラミックスの含有
率を３０〜８５ｖｏｌ％と広く、かつ高い範囲まで変え
ることができ、しかも、この方法で形成されたプリフォ
ームは、その形状の自由度が高いので、かなり複雑な形
状をニアネットで作ることも可能である。このようにこ
の方法は、加圧装置が不要であり、セラミックスの含有
率を高くすることができ、ニアネット成形も可能となる
方法であるので、前記した問題が解決される優れた方法
である。
率を３０〜８５ｖｏｌ％と広く、かつ高い範囲まで変え
ることができ、しかも、この方法で形成されたプリフォ
ームは、その形状の自由度が高いので、かなり複雑な形
状をニアネットで作ることも可能である。このようにこ
の方法は、加圧装置が不要であり、セラミックスの含有
率を高くすることができ、ニアネット成形も可能となる
方法であるので、前記した問題が解決される優れた方法
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この複
合材料を摺動材のような用途に用いる場合、その表面の
平滑性が劣るという問題があった。それは、この複合材
料の表面を研削、研磨すると複合材料中の軟らかい金属
マトリックスが先に削り取られて凹凸が生じ、さらにそ
れを最終仕上げしても、難削材であるセラミックス部分
が凸として一部残存し、望むような平滑さにならないか
らである。この平滑性が悪いと摺動時に発生する高い摩
擦力のため、複合材料自身が摩耗しなくても相手材の摩
耗を早めてしまう等の問題が生じ、前述した耐摩耗性、
高靱性等のメリットを考慮してもこの複合材料を現状の
ままで摺動材として用いるのは難しい。
合材料を摺動材のような用途に用いる場合、その表面の
平滑性が劣るという問題があった。それは、この複合材
料の表面を研削、研磨すると複合材料中の軟らかい金属
マトリックスが先に削り取られて凹凸が生じ、さらにそ
れを最終仕上げしても、難削材であるセラミックス部分
が凸として一部残存し、望むような平滑さにならないか
らである。この平滑性が悪いと摺動時に発生する高い摩
擦力のため、複合材料自身が摩耗しなくても相手材の摩
耗を早めてしまう等の問題が生じ、前述した耐摩耗性、
高靱性等のメリットを考慮してもこの複合材料を現状の
ままで摺動材として用いるのは難しい。
【０００７】本発明は、上述した金属−セラミックス複
合材料が有する課題に鑑みなされたものであって、その
目的は、平滑性に優れた表面を有する金属−セラミック
ス複合材料を提供しその製造方法も提供することにあ
る。
合材料が有する課題に鑑みなされたものであって、その
目的は、平滑性に優れた表面を有する金属−セラミック
ス複合材料を提供しその製造方法も提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、複合材料の表面をＳ
ｉＯ2膜で被覆し、そのＳｉＯ2膜の表面を研磨すれば、
平滑性に優れた表面を有する金属−セラミックス複合材
料が得られるとの知見を得て本発明を完成するに至っ
た。
を達成するため鋭意研究した結果、複合材料の表面をＳ
ｉＯ2膜で被覆し、そのＳｉＯ2膜の表面を研磨すれば、
平滑性に優れた表面を有する金属−セラミックス複合材
料が得られるとの知見を得て本発明を完成するに至っ
た。
【０００９】即ち本発明は、（１）ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3ま
たはＡｌＮ粉末とアルミニウム合金から成る金属−セラ
ミックス複合材料において、該複合材料の表面が、Ｓｉ
Ｏ2膜で被覆され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨され
ていることを特徴とする金属−セラミックス複合材料
（請求項１）とし、また、（２）ＳｉＯ2膜の研磨後の
表面粗さが、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ以下
であることを特徴とする請求項１記載の金属−セラミッ
クス複合材料（請求項２）とし、さらに、（３）表面が
ＳｉＯ2膜で被覆され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨
されているＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ粉末とアルミ
ニウム合金から成る金属−セラミックス複合材料の製造
方法において、該ＳｉＯ2膜の被覆方法が、複合材料の
表面に有機けい素を含む溶液を塗布し、これを熱硬化さ
せる方法であり、その被覆されたＳｉＯ2膜の表面をダ
イヤモンド等の砥粒で研磨することを特徴とする金属−
セラミックス複合材料の製造方法（請求項３）とし、さ
らにまた、（４）ＳｉＯ2膜の研磨後の表面粗さが、Ｒ
ａで０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項３記
載の金属−セラミックス複合材料の製造方法（請求項
４）とすることを要旨とする。以下さらに詳細に説明す
る。
たはＡｌＮ粉末とアルミニウム合金から成る金属−セラ
ミックス複合材料において、該複合材料の表面が、Ｓｉ
Ｏ2膜で被覆され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨され
ていることを特徴とする金属−セラミックス複合材料
（請求項１）とし、また、（２）ＳｉＯ2膜の研磨後の
表面粗さが、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ以下
であることを特徴とする請求項１記載の金属−セラミッ
クス複合材料（請求項２）とし、さらに、（３）表面が
ＳｉＯ2膜で被覆され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨
されているＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ粉末とアルミ
ニウム合金から成る金属−セラミックス複合材料の製造
方法において、該ＳｉＯ2膜の被覆方法が、複合材料の
表面に有機けい素を含む溶液を塗布し、これを熱硬化さ
せる方法であり、その被覆されたＳｉＯ2膜の表面をダ
イヤモンド等の砥粒で研磨することを特徴とする金属−
セラミックス複合材料の製造方法（請求項３）とし、さ
らにまた、（４）ＳｉＯ2膜の研磨後の表面粗さが、Ｒ
ａで０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項３記
載の金属−セラミックス複合材料の製造方法（請求項
４）とすることを要旨とする。以下さらに詳細に説明す
る。
【００１０】上記複合材料としては、その表面がＳｉＯ
2膜で被覆され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨されて
いることとする金属−セラミックス複合材料とした（請
求項１）。複合材料の表面をＳｉＯ2膜で被覆すること
により、単一な成分を有する表面となり、また硬さも膜
全面で均一となるので、この表面を研削、研磨すること
により、均一に研削、研磨され、凹凸の少ない平滑な表
面が得られることになる。また、気孔の少ないＳｉＯ2
膜で被覆されているので、複合材料の素面で認められた
ポアが表面に出現せず、これも平滑な表面とすることに
役だっている。
2膜で被覆され、かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨されて
いることとする金属−セラミックス複合材料とした（請
求項１）。複合材料の表面をＳｉＯ2膜で被覆すること
により、単一な成分を有する表面となり、また硬さも膜
全面で均一となるので、この表面を研削、研磨すること
により、均一に研削、研磨され、凹凸の少ない平滑な表
面が得られることになる。また、気孔の少ないＳｉＯ2
膜で被覆されているので、複合材料の素面で認められた
ポアが表面に出現せず、これも平滑な表面とすることに
役だっている。
【００１１】そのＳｉＯ2膜の表面粗さとしては、中心
線平均粗さ（以降、Ｒａ）で０．１μｍ以下とした（請
求項２）。表面が望みの平滑性にあればどんな平滑性で
あっても構わないが、スライドガイド等の表面の如く格
段の平滑性が要求される場合には、その表面粗さはＲａ
で０．１μｍ以下が必要となるため、それに対応できる
平滑性にするものであり、０．１μｍより大きいと対応
でき難い。
線平均粗さ（以降、Ｒａ）で０．１μｍ以下とした（請
求項２）。表面が望みの平滑性にあればどんな平滑性で
あっても構わないが、スライドガイド等の表面の如く格
段の平滑性が要求される場合には、その表面粗さはＲａ
で０．１μｍ以下が必要となるため、それに対応できる
平滑性にするものであり、０．１μｍより大きいと対応
でき難い。
【００１２】上記複合材料の製造方法としては、先ず複
合材料の表面に有機けい素を含む溶液を塗布し、これを
熱処理してＳｉＯ2膜を被覆することとし、この被覆し
たＳｉＯ2膜の表面をダイヤモンド等の砥粒で研磨する
こととする金属−セラミックス複合材料の製造方法とし
た（請求項３）。このように、複合材料の表面に有機け
い素を含む溶液を塗布し、それを熱処理すれば、堅牢な
ＳｉＯ2膜が形成され、その形成されたＳｉＯ2膜の表面
をダイヤモンド等の砥粒で研磨すれば、平滑な表面を有
する複合材料が得られる。そのＳｉＯ2膜の表面粗さと
しては、前述したと同様にＲａで０．１μｍ以下とした
（請求項４）。
合材料の表面に有機けい素を含む溶液を塗布し、これを
熱処理してＳｉＯ2膜を被覆することとし、この被覆し
たＳｉＯ2膜の表面をダイヤモンド等の砥粒で研磨する
こととする金属−セラミックス複合材料の製造方法とし
た（請求項３）。このように、複合材料の表面に有機け
い素を含む溶液を塗布し、それを熱処理すれば、堅牢な
ＳｉＯ2膜が形成され、その形成されたＳｉＯ2膜の表面
をダイヤモンド等の砥粒で研磨すれば、平滑な表面を有
する複合材料が得られる。そのＳｉＯ2膜の表面粗さと
しては、前述したと同様にＲａで０．１μｍ以下とした
（請求項４）。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法をさらに詳しく
述べると、先ず強化材としてＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3もしくは
ＡｌＮ粉末を用い、金属にはアルミニウム合金を用いて
金属−セラミックス複合材料を作製する。作製方法はど
んな方法でも差し支えないが、前記したように優れた方
法である非加圧金属浸透法が推奨される。
述べると、先ず強化材としてＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3もしくは
ＡｌＮ粉末を用い、金属にはアルミニウム合金を用いて
金属−セラミックス複合材料を作製する。作製方法はど
んな方法でも差し支えないが、前記したように優れた方
法である非加圧金属浸透法が推奨される。
【００１４】得られた複合材料の表面を平にするため研
削または研磨する。その後、表面に付着している油分や
塵埃を除くためエタノールなどの揮発性有機溶媒で洗浄
し、８０℃程度の温度で乾燥する。乾燥は塵埃の再付着
を防ぐために清浄な環境下で行わなくてはならない。次
いで、その面に溶液状の有機けい素を筆などで塗布す
る。膜厚はその膜の表面粗さより厚くしなければならな
いので、１回の塗布で十分な厚さの膜が得られない場合
には、それを乾燥してさらに重ね塗りをし、これを所望
の膜厚が得られるまで繰り返せばよい。但し、膜厚をあ
まり厚くしすぎると、熱膨張率の違いが出て膜に亀裂が
入るなどの不具合が生じる恐れがあるため、膜厚の上限
としては、２０μｍ程度である。
削または研磨する。その後、表面に付着している油分や
塵埃を除くためエタノールなどの揮発性有機溶媒で洗浄
し、８０℃程度の温度で乾燥する。乾燥は塵埃の再付着
を防ぐために清浄な環境下で行わなくてはならない。次
いで、その面に溶液状の有機けい素を筆などで塗布す
る。膜厚はその膜の表面粗さより厚くしなければならな
いので、１回の塗布で十分な厚さの膜が得られない場合
には、それを乾燥してさらに重ね塗りをし、これを所望
の膜厚が得られるまで繰り返せばよい。但し、膜厚をあ
まり厚くしすぎると、熱膨張率の違いが出て膜に亀裂が
入るなどの不具合が生じる恐れがあるため、膜厚の上限
としては、２０μｍ程度である。
【００１５】次いでそれを熱処理する。熱処理は、例え
ば塗布した有機けい素を先ず乾燥し、その乾燥した有機
けい素をさらに加熱処理して熱硬化させる。乾燥は、８
０℃程度の温度で１０分間程度行えばよい。熱硬化は、
例えば、大気中で２５０℃程度の温度で２時間程度加熱
すれば、硬化した堅牢なＳｉＯ2膜が形成される。その
形成されたＳｉＯ2膜をダイヤモンド等の砥粒で研磨す
ることにより、平滑な表面を有する複合材料が得られ
る。
ば塗布した有機けい素を先ず乾燥し、その乾燥した有機
けい素をさらに加熱処理して熱硬化させる。乾燥は、８
０℃程度の温度で１０分間程度行えばよい。熱硬化は、
例えば、大気中で２５０℃程度の温度で２時間程度加熱
すれば、硬化した堅牢なＳｉＯ2膜が形成される。その
形成されたＳｉＯ2膜をダイヤモンド等の砥粒で研磨す
ることにより、平滑な表面を有する複合材料が得られ
る。
【００１６】以上の方法で金属−セラミックス複合材料
を作製すれば、平滑性に優れた表面を有する金属−セラ
ミックス複合材料とすることができる。
を作製すれば、平滑性に優れた表面を有する金属−セラ
ミックス複合材料とすることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】（実施例） （１）金属−セラミックス複合材料の作製 強化材として平均粒径が１５μｍの市販ＳｉＣ粉末を用
い、金属としてＡｌ−１２Ｓｉ−２Ｍｇ組成のアルミニ
ウム合金を用い、これらから２００×２００×厚さ２０
ｍｍの板状で粉末充填率が７０ｖｏｌ％の金属−セラミ
ックス複合材料を非加圧金属浸透法で作製した。
い、金属としてＡｌ−１２Ｓｉ−２Ｍｇ組成のアルミニ
ウム合金を用い、これらから２００×２００×厚さ２０
ｍｍの板状で粉末充填率が７０ｖｏｌ％の金属−セラミ
ックス複合材料を非加圧金属浸透法で作製した。
【００１９】（２）ＳｉＯ2膜の形成 得られた複合材料の表面を＃６００のダイヤモンド砥粒
により表面粗さがＲａで０．５μｍ程度に研磨した後、
その研磨面をエタノールで洗浄し、それを８０℃で乾燥
後、その面に有機けい素溶液（エヌ・イーケムキャット
社製、品名ＨＥＲＶＩＣ ＬＴ ２０％）を筆を用いて
約５μｍの厚さに塗布し、それを８０℃で１０分間乾燥
した後、２５０℃で２時間加熱処理してＳｉＯ2膜を形
成した。その膜の表面を粒径１μｍのダイヤモンド砥粒
を用いて研磨した。
により表面粗さがＲａで０．５μｍ程度に研磨した後、
その研磨面をエタノールで洗浄し、それを８０℃で乾燥
後、その面に有機けい素溶液（エヌ・イーケムキャット
社製、品名ＨＥＲＶＩＣ ＬＴ ２０％）を筆を用いて
約５μｍの厚さに塗布し、それを８０℃で１０分間乾燥
した後、２５０℃で２時間加熱処理してＳｉＯ2膜を形
成した。その膜の表面を粒径１μｍのダイヤモンド砥粒
を用いて研磨した。
【００２０】（３）評価 得られた複合材料表面の表面粗さを東京精密社製のサー
フコムで計測した。その結果、Ｒａで０．０２μｍであ
った。
フコムで計測した。その結果、Ｒａで０．０２μｍであ
った。
【００２１】（比較例）実施例と同じ複合材料を用い、
その表面にはＳｉＯ2膜を被覆せずに直接複合材料の表
面を研削し、研磨した面を同様に評価した。その結果、
表面粗さは、Ｒａで０．５μｍと実施例に比べて非常に
粗かった。このことは、複合材料の表面をＳｉＯ2膜で
被覆すれば、優れた平滑性を有する表面が得られること
を示している。
その表面にはＳｉＯ2膜を被覆せずに直接複合材料の表
面を研削し、研磨した面を同様に評価した。その結果、
表面粗さは、Ｒａで０．５μｍと実施例に比べて非常に
粗かった。このことは、複合材料の表面をＳｉＯ2膜で
被覆すれば、優れた平滑性を有する表面が得られること
を示している。
【００２２】
【発明の効果】本発明の金属−セラミックス複合材料で
あれば、平滑性に優れた表面を有する金属−セラミック
ス複合材料とすることができ、表面平滑性を必要とする
摺動材のような用途にも十分適用できるようになり、工
業的利用の範囲が非常に広がった。
あれば、平滑性に優れた表面を有する金属−セラミック
ス複合材料とすることができ、表面平滑性を必要とする
摺動材のような用途にも十分適用できるようになり、工
業的利用の範囲が非常に広がった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 睦夫 埼玉県浦和市大牧560 (72)発明者 高橋 平四郎 千葉県松戸市松戸新田314−１ (72)発明者 樋口 毅 東京都東久留米市氷川台１−３−９ (72)発明者 小山 富和 東京都北区浮間１−３−１−805
Claims (4)
- 【請求項１】 ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ粉末とア
ルミニウム合金から成る金属−セラミックス複合材料に
おいて、該複合材料の表面が、ＳｉＯ2膜で被覆され、
かつそのＳｉＯ2膜の表面が研磨されていることを特徴
とする金属−セラミックス複合材料。 - 【請求項２】 ＳｉＯ2膜の研磨後の表面粗さが、中心
線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ以下であることを特徴
とする請求項１記載の金属−セラミックス複合材料。 - 【請求項３】 表面がＳｉＯ2膜で被覆され、かつその
ＳｉＯ2膜の表面が研磨されているＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3ま
たはＡｌＮ粉末とアルミニウム合金から成る金属−セラ
ミックス複合材料の製造方法において、該ＳｉＯ2膜の
被覆方法が、複合材料の表面に有機けい素を含む溶液を
塗布し、これを熱硬化させる方法であり、その被覆され
たＳｉＯ2膜の表面をダイヤモンド等の砥粒で研磨する
ことを特徴とする金属−セラミックス複合材料の製造方
法。 - 【請求項４】 ＳｉＯ2膜の研磨後の表面粗さが、Ｒａ
で０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項３記載
の金属−セラミックス複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28924497A JP3923622B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28924497A JP3923622B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116360A true JPH11116360A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3923622B2 JP3923622B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=17740652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28924497A Expired - Fee Related JP3923622B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3923622B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280502A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Dowa Mining Co Ltd | 金属−セラミックス複合体及びその製造方法 |
| JP2004076003A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-03-11 | Jfe Steel Kk | 機械要素部品の潤滑方法 |
-
1997
- 1997-10-07 JP JP28924497A patent/JP3923622B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280502A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Dowa Mining Co Ltd | 金属−セラミックス複合体及びその製造方法 |
| JP2004076003A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-03-11 | Jfe Steel Kk | 機械要素部品の潤滑方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3923622B2 (ja) | 2007-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4261130B2 (ja) | シリコン／炭化ケイ素複合材料 | |
| CN100429289C (zh) | 研磨颗粒的功能分层涂覆层及其在玻璃质基体复合物中的应用 | |
| EP0946772A1 (en) | Method of controlling infiltration of complex-shaped ceramic-metal composite articles and the products produced thereby | |
| KR20110033860A (ko) | 표면 처리 세라믹스 부재, 그 제조 방법 및 진공 처리 장치 | |
| JP4312293B2 (ja) | 炭化珪素系セラミック複合材料とその製造方法 | |
| CN101316666B (zh) | 用于浇铸模具中的陶瓷表面的保护层 | |
| JPH01115870A (ja) | 滑り−またはシール部材対、およびその製造方法 | |
| JP4382919B2 (ja) | シリコン含浸炭化珪素セラミックス部材の製造方法 | |
| JPH11116360A (ja) | 金属−セラミックス複合材料及びその製造方法 | |
| US5194338A (en) | Preceramic composition containing silicon based powder | |
| JP2004002067A (ja) | 耐摩耗性部材およびその製造方法 | |
| JP2004307239A (ja) | 層状構造を有する酸化アルミニウム耐摩耗性部材及びその製造方法 | |
| JP2828565B2 (ja) | セラミック摺動部材およびその製造方法 | |
| JP2002249832A (ja) | 金属−セラミックス複合材料およびその製造方法 | |
| JP4803877B2 (ja) | 炭化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JPH0632655A (ja) | ダイヤモンド焼結体及びその製造法 | |
| JP4243437B2 (ja) | 表面がポアレスな金属−セラミックス複合材料の製造方法 | |
| JPH05262585A (ja) | ＳｉＣ基高耐熱セラミックス複合部品 | |
| JP2007022914A (ja) | シリコン／炭化ケイ素複合材料の製造方法 | |
| JPH01215761A (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP3605774B2 (ja) | ガラスプレス成形用型 | |
| JP2955917B2 (ja) | 異粒子添加による高破壊靱性を持った窒化珪素焼結体とその製造方法 | |
| JPS63201075A (ja) | 表面強化セラミツクス部品およびその製法 | |
| JPH03265585A (ja) | 強化セラミックスとその製造方法 | |
| JP4167318B2 (ja) | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040312 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060810 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060808 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070222 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |